設(shè)計(jì)模式只是為 Java? 架構(gòu)師準(zhǔn)備的 —— 至少您可能一直這樣認(rèn)為。實(shí)際上，設(shè)計(jì)模式對(duì)于每個(gè)人都非常有用。如果這些工具不是 “架構(gòu)太空人” 的專利，那么它們又是什么,為什么說它們?cè)?PHP 應(yīng)用程序中非常有用,本文解釋了這些問題。

        一書將設(shè)計(jì)模式引入軟件社區(qū)，該書的作者是 Erich Gamma、Richard Helm、Ralph Johnson 設(shè)計(jì)模式

        和 John Vlissides Design(俗稱 “四人幫”)。所介紹的設(shè)計(jì)模式背后的核心概念非常簡(jiǎn)單。經(jīng)過多年的軟件開發(fā)實(shí)踐，Gamma 等人發(fā)現(xiàn)了某些具有固定設(shè)計(jì)的模式，就像建筑師設(shè)計(jì)房子和建筑物一樣，可以為浴室的位置或廚房的構(gòu)造方式開發(fā)模板。使用這些模板或者說設(shè)計(jì)模式 意味著可以更快地設(shè)計(jì)更好的建筑物。同樣的概念也適用于軟件。

        設(shè)計(jì)模式不僅代表著更快開發(fā)健壯軟件的有用方法，而且還提供了以友好的術(shù)語封裝大型理念的方法。例如，您可以說您正在編寫一個(gè)提供松散耦合的消息傳遞系統(tǒng)，也可以說你正在編寫名稱為觀察者 的模式。 用較小的示例展示模式的價(jià)值是非常困難的。這往往有些大材小用的意味，因?yàn)槟Ｊ綄?shí)際上是在大型代碼庫(kù)中發(fā)揮作用的。本文不展示大型應(yīng)用程序，所以您需要思索的是在您自己的大型應(yīng)用程序中應(yīng)用示例原理的方法 —— 而不是本文演示的代碼本身。這不是說您不應(yīng)該在小應(yīng)用程序中使用模式。很多良好的應(yīng)用程序都以小應(yīng)用程序?yàn)槠瘘c(diǎn)，逐漸發(fā)展到大型應(yīng)用程序，所以沒有理由不以此類扎實(shí)的編碼實(shí)踐為基礎(chǔ)。 既然您已經(jīng)了解了設(shè)計(jì)模式以及它們的有用之處，現(xiàn)在我們來看看 PHP V5 的五種常用模式。 工廠模式

        最初在設(shè)計(jì)模式 一書中，許多設(shè)計(jì)模式都鼓勵(lì)使用松散耦合。要理解這個(gè)概念，讓我們最好談一下許多開發(fā)人員從事大型系統(tǒng)的艱苦歷程。在更改一個(gè)代碼片段時(shí)，就會(huì)發(fā)生問題，系統(tǒng)其他部分 —— 您曾認(rèn)為完全不相關(guān)的部分中也有可能出現(xiàn)級(jí)聯(lián)破壞。

        該問題在于緊密耦合 。系統(tǒng)某個(gè)部分中的函數(shù)和類嚴(yán)重依賴于系統(tǒng)的其他部分中函數(shù)和類的行為和結(jié)構(gòu)。您需要一組模式，使這些類能夠相互通信，但不希望將它們緊密綁定在一起，以避免出現(xiàn)聯(lián)鎖。 在大型系統(tǒng)中，許多代碼依賴于少數(shù)幾個(gè)關(guān)鍵類。需要更改這些類時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)困難。例如，假設(shè)您有一個(gè)從文件讀取的 User 類。您希望將其更改為從數(shù)據(jù)庫(kù)讀取的其他類，但是，所有的代碼都引用從文件讀取的原始類。這時(shí)候，使用工廠模式會(huì)很方便。

        工廠模式 是一種類，它具有為您創(chuàng)建對(duì)象的某些方法。您可以使用工廠類創(chuàng)建對(duì)象，而不直接使用 new。這樣，如果您想要更改所創(chuàng)建的對(duì)象類型，只需更改該工廠即可。使用該工廠的所有代碼會(huì)自動(dòng)更改。 清單 1 顯示工廠類的一個(gè)示列。等式的服務(wù)器端包括兩個(gè)部分:數(shù)據(jù)庫(kù)和一組 PHP 頁(yè)面，這些頁(yè)面允許您添加反饋、請(qǐng)求反饋列表并獲取與特定反饋相關(guān)的文章。

        清單 1. Factory1.php

        <?php

        interface IUser

        {

        function getName();

        }

        class User implements IUser

        {

        public function __construct( $id ) { }

        public function getName()

        {

        return "Jack";

        }

        }

        class UserFactory

        {

        public static function Create( $id )

        {

        return new User( $id );

        }

        }

        $uo = UserFactory::Create( 1 );

        echo( $uo->getName()." " );

        ?>

        IUser 接口定義用戶對(duì)象應(yīng)執(zhí)行什么操作。IUser 的實(shí)現(xiàn)稱為 User，UserFactory 工廠類則創(chuàng)建IUser 對(duì)象。此關(guān)系可以用圖 1 中的 UML 表示。

        圖 1. 工廠類及其相關(guān) IUser 接口和用戶類

        如果您使用 php 解釋器在命令行上運(yùn)行此代碼，將得到如下結(jié)果: % php factory1.php  

        測(cè)試代碼會(huì)向工廠請(qǐng)求 User 對(duì)象，并輸出 getName 方法的結(jié)果。 有一種工廠模式的變體使用工廠方法。類中的這些公共靜態(tài)方法構(gòu)造該類型的對(duì)象。如果創(chuàng)建此類型的對(duì)象非常重要，此方法非常有用。例如，假設(shè)您需要先創(chuàng)建對(duì)象，然后設(shè)置許多屬性。此版本的工廠模式會(huì)將該進(jìn)程封裝在單個(gè)位置中，這樣，不用復(fù)制復(fù)雜的初始化代碼，也不必將復(fù)制好的代碼在在代碼庫(kù)中到處粘貼。

        清單 2 顯示使用工廠方法的一個(gè)示例。

        清單 2. Factory2.php

        <?php

        interface IUser

        {

        function getName();

        }

        class User implements IUser

        {

        public static function Load( $id )

        {

        return new User( $id );

        }

        public static function Create( )

        {

        return new User( null );

        }

        public function __construct( $id ) { }

        public function getName()

        {

        return "Jack";

        }

        }

        $uo = User::Load( 1 );

        echo( $uo->getName()." " );

        ?>

        這段代碼要簡(jiǎn)單得多。它僅有一個(gè)接口 IUser 和一個(gè)實(shí)現(xiàn)此接口的 User 類。User 類有兩個(gè)創(chuàng)建對(duì)象的靜態(tài)方法。此關(guān)系可用圖 2 中的 UML 表示。

        圖 2. IUser 接口和帶有工廠方法的 user 類

        在命令行中運(yùn)行腳本產(chǎn)生的結(jié)果與清單 1 的結(jié)果相同，如下所示:

        % php factory2.php  

        如上所述，有時(shí)此類模式在規(guī)模較小的環(huán)境中似乎有些大材小用。不過，最好還是學(xué)習(xí)這種扎實(shí)的編碼形式，以便應(yīng)用于任意規(guī)模的項(xiàng)目中。

        單元素模式

        某些應(yīng)用程序資源是獨(dú)占的，因?yàn)橛星抑挥幸粋€(gè)此類型的資源。例如，通過數(shù)據(jù)庫(kù)句柄到數(shù)據(jù)庫(kù)的連接是獨(dú)占的。您希望在應(yīng)用程序中共享數(shù)據(jù)庫(kù)句柄，因?yàn)樵诒３诌B接打開或關(guān)閉時(shí)，它是一種開銷，在獲取單個(gè)頁(yè)面的過程中更是如此。

        單元素模式可以滿足此要求。如果應(yīng)用程序每次包含且僅包含一個(gè)對(duì)象，那么這個(gè)對(duì)象就是一個(gè)單元素

        (Singleton)。清單 3 中的代碼顯示了 PHP V5 中的一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)連接單元素。

        清單 3. Singleton.php

        <?php

        require_once("DB.php");

        class DatabaseConnection

        {

        public static function get()

        {

        static $db = null;

        if ( $db == null )

        $db = new DatabaseConnection();

        return $db;

        }

        private $_handle = null;

        private function __construct()

        {

        $dsn = 'mysql://root:password@localhost/photos';

        $this->_handle =& DB::Connect( $dsn, array() );

        }

        public function handle()

        {

        return $this->_handle;

        }

        }

        print( "Handle = ".DatabaseConnection::get()->handle()." " );

        print( "Handle = ".DatabaseConnection::get()->handle()." " );

        ?>

        此代碼顯示名為 DatabaseConnection 的單個(gè)類。您不能創(chuàng)建自已的 DatabaseConnection，因?yàn)闃?gòu)造函數(shù)是專用的。但使用靜態(tài) get 方法，您可以獲得且僅獲得一個(gè) DatabaseConnection 對(duì)象。此代碼的 UML 如圖 3 所示。

        圖 3. 數(shù)據(jù)庫(kù)連接單元素

        在兩次調(diào)用間，handle 方法返回的數(shù)據(jù)庫(kù)句柄是相同的，這就是最好的證明。您可以在命令行中運(yùn)行代碼來觀察這一點(diǎn)。

        % php singleton.php

        Handle = Object id #3

        Handle = Object id #3

        %

        返回的兩個(gè)句柄是同一對(duì)象。如果您在整個(gè)應(yīng)用程序中使用數(shù)據(jù)庫(kù)連接單元素，那么就可以在任何地方重用同一句柄。

        您可以使用全局變量存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)句柄，但是，該方法僅適用于較小的應(yīng)用程序。在較大的應(yīng)用程序中，應(yīng)避免使用全局變量，并使用對(duì)象和方法訪問資源。

        觀察者模式

        觀察者模式為您提供了避免組件之間緊密耦合的另一種方法。該模式非常簡(jiǎn)單:一個(gè)對(duì)象通過添加一個(gè)方法(該方法允許另一個(gè)對(duì)象，即觀察者 注冊(cè)自己)使本身變得可觀察。當(dāng)可觀察的對(duì)象更改時(shí)，它會(huì)將消息發(fā)送到已注冊(cè)的觀察者。這些觀察者使用該信息執(zhí)行的操作與可觀察的對(duì)象無關(guān)。結(jié)果是對(duì)象可以相互對(duì)話，而不必了解原因。

        一個(gè)簡(jiǎn)單示例是系統(tǒng)中的用戶列表。清單 4 中的代碼顯示一個(gè)用戶列表，添加用戶時(shí)，它將發(fā)送出一條消息。添加用戶時(shí)，通過發(fā)送消息的日志觀察者可以觀察此列表。

        清單 4. Observer.php

        <?php

        interface IObserver

        {

        function onChanged( $sender, $args );

        }

        interface IObservable

        {

        function addObserver( $observer );

        }

        class UserList implements IObservable {

        private $_observers = array();

        public function addCustomer( $name )

        {

        foreach( $this->_observers as $obs )

        $obs->onChanged( $this, $name );

        }

        public function addObserver( $observer )

        {

        $this->_observers []= $observer;

        }

        }

        class UserListLogger implements IObserver {

        public function onChanged( $sender, $args )

        {

        echo( "'$args' added to user list " );

        }

        }

        $ul = new UserList();

        $ul->addObserver( new UserListLogger() ); $ul->addCustomer( "Jack" );

        ?>

        此代碼定義四個(gè)元素:兩個(gè)接口和兩個(gè)類。IObservable 接口定義可以被觀察的對(duì)象，UserList 實(shí)現(xiàn)該接口，以便將本身注冊(cè)為可觀察。IObserver 列表定義要通過怎樣的方法才能成為觀察者，UserListLogger 實(shí)現(xiàn) IObserver 接口。圖 4 的 UML 中展示了這些元素。

        圖 4. 可觀察的用戶列表和用戶列表事件日志程序如果在命令行中運(yùn)行它，您將看到以下輸出: % php observer.php

        'Jack' added to user list

        測(cè)試代碼創(chuàng)建 UserList，并將 UserListLogger 觀察者添加到其中。然后添加一個(gè)消費(fèi)者，并將這一更改通知 UserListLogger。

        認(rèn)識(shí)到 UserList 不知道日志程序?qū)?zhí)行什么操作很關(guān)鍵。可能存在一個(gè)或多個(gè)執(zhí)行其他操作的偵聽程序。例如，您可能有一個(gè)向新用戶發(fā)送消息的觀察者，歡迎新用戶使用該系統(tǒng)。這種方法的價(jià)值在于UserList 忽略所有依賴它的對(duì)象，它主要關(guān)注在列表更改時(shí)維護(hù)用戶列表并發(fā)送消息這一工作。 此模式不限于內(nèi)存中的對(duì)象。它是在較大的應(yīng)用程序中使用的數(shù)據(jù)庫(kù)驅(qū)動(dòng)的消息查詢系統(tǒng)的基礎(chǔ)。 命令鏈模式

        命令鏈 模式以松散耦合主題為基礎(chǔ)，發(fā)送消息、命令和請(qǐng)求，或通過一組處理程序發(fā)送任意內(nèi)容。每個(gè)處理程序都會(huì)自行判斷自己能否處理請(qǐng)求。如果可以，該請(qǐng)求被處理，進(jìn)程停止。您可以為系統(tǒng)添加或移除處理程序，而不影響其他處理程序。清單 5 顯示了此模式的一個(gè)示例。

        清單 5. Chain.php

        <?php

        interface ICommand

        {

        function onCommand( $name, $args );

        }

        class CommandChain

        {

        private $_commands = array();

        public function addCommand( $cmd )

        {

        $this->_commands []= $cmd;

        }

        public function runCommand( $name, $args )

        {

        foreach( $this->_commands as $cmd )

        {

        if ( $cmd->onCommand( $name, $args ) )

        return;

        }

        }

        }

        class UserCommand implements ICommand

        {

        public function onCommand( $name, $args )

        {

        if ( $name != 'addUser' ) return false;

        echo( "UserCommand handling 'addUser' " );

        return true;

        }

        }

        class MailCommand implements ICommand {

        public function onCommand( $name, $args )

        {

        if ( $name != 'mail' ) return false;

        echo( "MailCommand handling 'mail' " );

        return true;

        }

        }

        $cc = new CommandChain();

        $cc->addCommand( new UserCommand() ); $cc->addCommand( new MailCommand() ); $cc->runCommand( 'addUser', null );

        $cc->runCommand( 'mail', null );

        ?>

        此代碼定義維護(hù) ICommand 對(duì)象列表的 CommandChain 類。兩個(gè)類都可以實(shí)現(xiàn) ICommand接口 —— 一個(gè)對(duì)郵件的請(qǐng)求作出響應(yīng)，另一個(gè)對(duì)添加用戶作出響應(yīng)。 圖 5 給出了 UML。

        圖 5. 命令鏈及其相關(guān)命令

        如果您運(yùn)行包含某些測(cè)試代碼的腳本，則會(huì)得到以下輸出: % php chain.php

        UserCommand handling 'addUser'

        MailCommand handling 'mail'

        %

        代碼首先創(chuàng)建 CommandChain 對(duì)象，并為它添加兩個(gè)命令對(duì)象的實(shí)例。然后運(yùn)行兩個(gè)命令以查看誰對(duì)這些命令作出了響應(yīng)。如果命令的名稱匹配 UserCommand 或 MailCommand，則代碼失敗，不發(fā)生任何操作。

        為處理請(qǐng)求而創(chuàng)建可擴(kuò)展的架構(gòu)時(shí)，命令鏈模式很有價(jià)值，使用它可以解決許多問題。

        策略模式

        我們講述的最后一個(gè)設(shè)計(jì)模式是 模式。在此模式中，算法是從復(fù)雜類提取的，因而可以方便地替換。策略

        例如，如果要更改搜索引擎中排列頁(yè)的方法，則策略模式是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。思考一下搜索引擎的幾個(gè)部分 —— 一部分遍歷頁(yè)面，一部分對(duì)每頁(yè)排列，另一部分基于排列的結(jié)果排序。在復(fù)雜的示例中，這些部分都在同一個(gè)類中。通過使用策略模式，您可將排列部分放入另一個(gè)類中，以便更改頁(yè)排列的方式，而不影響搜索引擎的其余代碼。

        作為一個(gè)較簡(jiǎn)單的示例，清單 6 顯示了一個(gè)用戶列表類，它提供了一個(gè)根據(jù)一組即插即用的策略查找一組用戶的方法。

        清單 6. Strategy.php

        <?php

        interface IStrategy

        {

        function filter( $record );

        }

        class FindAfterStrategy implements IStrategy

        {

        private $_name;

        public function __construct( $name )

        {

        $this->_name = $name;

        }

        public function filter( $record )

        {

        return strcmp( $this->_name, $record ) <= 0;

        }

        }

        class RandomStrategy implements IStrategy

        {

        public function filter( $record )

        {

        return rand( 0, 1 ) >= 0.5;

        }

        }

        class UserList

        {

        private $_list = array();

        public function __construct( $names )

        {

        if ( $names != null )

        {

        foreach( $names as $name )

        {

        $this->_list []= $name;

        }

        }

        }

        public function add( $name )

        {

        $this->_list []= $name;

        }

        public function find( $filter )

        {

        $recs = array();

        foreach( $this->_list as $user )

        {

        if ( $filter->filter( $user ) )

        $recs []= $user;

        }

        return $recs;

        }

        }

        $ul = new UserList( array( "Andy", "Jack", "Lori", "Megan" ) );

        $f1 = $ul->find( new FindAfterStrategy( "J" ) );

        print_r( $f1 );

        $f2 = $ul->find( new RandomStrategy() ); print_r( $f2 );

        ?>

        此代碼的 UML 如圖 6 所示。

        圖 6. 用戶列表和用于選擇用戶的策略

        UserList 類是打包名稱數(shù)組的一個(gè)包裝器。它實(shí)現(xiàn) find 方法，該方法利用幾個(gè)策略之一來選擇這些名稱的子集。這些策略由 IStrategy 接口定義，該接口有兩個(gè)實(shí)現(xiàn):一個(gè)隨機(jī)選擇用戶，另一個(gè)根據(jù)指定名稱選擇其后的所有名稱。運(yùn)行測(cè)試代碼時(shí)，將得到以下輸出:

        % php strategy.php

        Array

        (

        [0] => Jack

        [1] => Lori

        [2] => Megan

        )

        Array

        (

        [0] => Andy

        [1] => Megan

        )

        %

        測(cè)試代碼為兩個(gè)策略運(yùn)行同一用戶列表，并顯示結(jié)果。在第一種情況中，策略查找排列在 J 后的任何名稱，所以您將得到 Jack、Lori 和 Megan。第二個(gè)策略隨機(jī)選取名稱，每次會(huì)產(chǎn)生不同的結(jié)果。在這種情況下，結(jié)果為 Andy 和 Megan。

        策略模式非常適合復(fù)雜數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)或數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，二者在數(shù)據(jù)篩選、搜索或處理的方式方面需要較高的靈活性。

        結(jié)束語

        本文介紹的僅僅是 PHP 應(yīng)用程序中使用的幾種最常見的設(shè)計(jì)模式。在設(shè)計(jì)模式 一書中演示了更多的設(shè)計(jì)模式。不要因架構(gòu)的神秘性而放棄。模式是一種絕妙的理念，適用于任何編程語言、任何技能水平。